[发明专利]一种光伏直驱的海水蒸发冷冻淡化系统及淡化方法

权利要求书

1.一种光伏直驱的海水蒸发冷冻淡化系统，其特征在于，包括热泵系统、真空蒸发室系统、后续脱盐系统、信号测试和控制系统以及太阳能光伏系统，太阳能光伏系统通过直流驱动热泵系统的直流压缩机，实现热泵系统循环的运转；热泵系统的运转为进入真空蒸发室系统的海水提供预冷过程；热泵系统预冷的海水进入真空蒸发室系统，在真空环境下蒸发降温实现海水的蒸发过冷过程；从真空蒸发室系统出来的冰水混合物在后续脱盐系统经过处理得到淡水和海盐。

2.根据权利要求1所述的光伏直驱的海水蒸发冷冻淡化系统，其特征在于，热泵系统包括第一盐水泵(1)、盐水池(2)、第一级预冷热交换器(3)、第二盐水泵(4)、第二级预冷蒸发器(5)、直流压缩机(16)、冷凝器(17)、节流阀(18)和电动阀(28)，第一盐水泵(1)进口与海水的引入管道相连，第一盐水泵(1)出口通过管道与盐水池(2)进口相连接，盐水池(2)出口与第一级预冷器热交换器(3)的管程进口相连接，第一级预冷器热交换器(3)的管程出口通过管道与第二盐水泵(4)的进口相连，第二盐水泵(4)的出口通过电动阀(28)与第二级预冷蒸发器(5)的第一进口相连，第二级预冷蒸发器(5)的第一出口与真空蒸发室系统相连，第二级预冷蒸发器(5)的第二出口与直流压缩机(16)的进口相连，直流压缩机(16)的出口与冷凝器(17)的第一进口相连，冷凝器(17)的第一出口通过节流阀(18)与第二级预冷蒸发器(5)的第二进口相连，冷凝器(17)的第二出口和第二进口均与后续脱盐系统相连。

3.根据权利要求2所述的光伏直驱的海水蒸发冷冻淡化系统，其特征在于，直流压缩机(16)采用直流直接驱动，第二级预冷蒸发器(5)和冷凝器(17)由外壳和内管组成壳管式换热器，在第二级预冷蒸发器(5)侧，制冷剂走管程，海水走壳程，而在冷凝器(17)侧，制冷剂走壳程。

4.根据权利要求1所述的光伏直驱的海水蒸发冷冻淡化系统，其特征在于，真空蒸发室系统包括真空蒸发室(6)、雾化喷嘴(8)、真空泵(10)和过冷解除装置(19)，雾化喷嘴(8)设置在真空蒸发室(6)内，与真空蒸发室顶端进口(7)相连，海水经雾化喷嘴(8)以喷雾的形式进入真空蒸发室(6)内，真空蒸发室(6)底段设置有过冷解除装置(19)，解除过冷水状态形成冰晶，以流态冰的形式储存；真空泵(10)设置在真空蒸发室(6)外侧，并与真空蒸发室第一出口(9)相连，真空蒸发室第二出口(11)与后续脱盐系统相连。

5.根据权利要求1所述的光伏直驱的海水蒸发冷冻淡化系统，其特征在于，后续脱盐系统包括冰水分离器(12)、淡水泵(13)、后续脱盐装置(14)、淡水池(15)和制盐装置(23)，冰水分离器(12)的第一出口通过管道与淡水泵(13)的进口相连，淡水泵(13)的出口通过管道与后续脱盐装置(14)的进口相连，后续脱盐装置(14)的出口通过管道与第一级预冷热交换器(3)壳程的进口相连，第一级预冷热交换器(3)壳程的出口通过管道与淡水池(15)的进口相连；冰水分离器(12)的第二出口通过管道与制盐装置(23)的第一进口相连。

6.根据权利要求1所述的光伏直驱的海水蒸发冷冻淡化系统，其特征在于，信号测试和控制系统包括第二控制器(29)、第一温度探头(24)、第二温度探头(25)、压力探头(26)和流量传感器(27)，第二控制器(29)采用第一温度探头(24)、第二温度探头(25)、压力探头(26)和流量传感器(27)分别探测热泵系统中第一级预冷热交换器(3)管程出口温度、热泵系统中第二级预冷蒸发器(5)第一出口温度、真空蒸发室系统中真空蒸发室(6)内的压力和热泵系统中电动阀(28)出口管道流量；同时第二控制器(29)用来调节热泵系统中电动阀(28)，使热泵系统中第二级预冷蒸发器(5)第一出口的温度维持在预设温度值；第二控制器(29)用来调节真空蒸发室系统中真空泵(10)，使真空蒸发室(6)内的真空压力维持在预设压力值；第二控制器(29)用来调节电动阀(28)的阀门开度，使第一级预冷热交换器(3)管程出口的温度维持在预设温度值。